Tudo sobre o FDO: a solução para dispositivos IoT

Tabela de Conteúdos

• Introdução
• O que é o FDO
• O problema da instalação de dispositivos
• A criação do protocolo FDO
• Terminologia do FDO
• Protocolo de Transferência de Propriedade do FDO
• Autenticação no FDO
• Troca de chaves no FDO
• Módulos de informação de serviço do FDO
• Implementação do FDO
• Conclusão

Introdução

Neste artigo, vamos falar sobre a FDO (Device Onboarding Foundation) e como ela resolve o problema da instalação de dispositivos IoT. Vamos explorar o protocolo FDO, sua terminologia e como ele permite a transferência segura de propriedade de dispositivos IoT. Também discutiremos a autenticação e troca de chaves no FDO, bem como os módulos de informação de serviço que podem ser usados. Além disso, daremos uma visão geral da implementação do FDO e suas vantagens. Vamos começar analisando o problema da instalação de dispositivos.

O que é o FDO

O FDO (Device Onboarding Foundation) é um protocolo desenvolvido para simplificar e tornar mais seguro o processo de instalação de dispositivos IoT. Ele permite que os dispositivos sejam automaticamente conectados a uma rede sem a necessidade de interação manual, como login ou configuração de rede. O FDO também facilita a transferência segura de propriedade de dispositivos IoT, garantindo que apenas proprietários autorizados possam controlar os dispositivos.

O problema da instalação de dispositivos

Antes do FDO, instalar um dispositivo IoT era um processo complexo e demorado. Era necessário que um instalador autenticado fizesse a configuração e conexão do dispositivo à rede. Isso exigia que o instalador conhecera a localização física do dispositivo, além de inserir informações de rede e autenticação. Essa abordagem era trabalhosa e propensa a erros.

A criação do protocolo FDO

O FDO foi criado para resolver esses problemas, simplificando e automatizando o processo de instalação de dispositivos IoT. O protocolo permite que os dispositivos se conectem à rede e se autentiquem automaticamente, eliminando a necessidade de interação manual. Isso torna a instalação de dispositivos rápida, eficiente e segura.

Terminologia do FDO

Antes de mergulhar mais fundo no FDO, vamos entender a terminologia usada no protocolo. Aqui estão algumas definições importantes:

• FDO: Device Onboarding Foundation.
• Proprietário: A entidade que deseja controlar o dispositivo remotamente. Geralmente é um servidor.
• Rendezvous Server: Um servidor intermediário usado para estabelecer a comunicação entre o dispositivo e o proprietário.
• Guia: Um ID exclusivo atribuído a cada instância do FDO. Ele identifica o dispositivo durante o processo de autenticação.
• Voucher de Propriedade: Um item de dados que acompanha o dispositivo ao longo da cadeia de suprimentos e permite que o dispositivo identifique seu proprietário legítimo.
• Chave do Dispositivo: Um par de chaves criptográficas (pública e privada) usadas pelo dispositivo para se autenticar e estabelecer comunicação segura com o proprietário.
• Certificado do Dispositivo: Um certificado usado para verificar a autenticidade do dispositivo. É enviado junto com o Voucher de Propriedade.

Agora que entendemos a terminologia básica do FDO, podemos explorar mais detalhadamente o processo de transferência de propriedade.

Protocolo de Transferência de Propriedade do FDO

O protocolo de transferência de propriedade do FDO é responsável por estabelecer a conexão entre o dispositivo e o proprietário, autenticar ambas as partes e permitir a transferência segura de propriedade. Aqui está uma visão geral das etapas do protocolo:

1. Inicialização do Dispositivo: Durante a fabricação do dispositivo, são geradas chaves e um Voucher de Propriedade é criado. Essas informações são armazenadas no dispositivo.

2. Voucher de Propriedade: O Voucher de Propriedade é transferido ao longo da cadeia de suprimentos até chegar ao proprietário final. Ele contém informações criptografadas sobre o dispositivo, seu proprietário legítimo e as chaves necessárias para autenticação.

3. Conexão com o Rendezvous Server: Quando o dispositivo é ligado pela primeira vez, ele se conecta a um Rendezvous Server pré-configurado. Esse servidor permite que o dispositivo descubra o endereço do proprietário final.

4. Autenticação do Proprietário: O dispositivo se autentica junto ao proprietário, apresentando seu Voucher de Propriedade e suas chaves de dispositivo. Isso garante que apenas dispositivos legítimos sejam registrados e controlados pelo proprietário.

5. Troca de Chaves: Após a autenticação, ocorre uma troca de chaves entre o dispositivo e o proprietário. Isso estabelece um túnel criptografado e autenticado para comunicação segura.

6. Onboarding do Dispositivo: Agora que a autenticação e a troca de chaves foram concluídas, o dispositivo está pronto para ser onboarded. Isso envolve a configuração do dispositivo e a execução de scripts personalizados usando os módulos de informação de serviço do FDO.

7. Operação em Serviço: Após o onboarding, o dispositivo está pronto para ser usado. Ele pode ser controlado remotamente pelo proprietário usando o protocolo de gerenciamento de dispositivos padrão.

O protocolo de transferência de propriedade do FDO resolve os desafios da instalação de dispositivos, permitindo que eles sejam automaticamente configurados e conectados ao proprietário correto. Isso simplifica e acelera o processo de instalação, tornando-o totalmente automatizado.

Autenticação no FDO

A autenticação é um aspecto fundamental do FDO, garantindo que apenas dispositivos legítimos possam ser onboarded e controlados por proprietários autorizados. O processo de autenticação envolve a verificação das chaves e certificados do dispositivo, bem como a verificação do Voucher de Propriedade. Aqui está uma visão geral do processo de autenticação:

1. Autenticação do Proprietário: O dispositivo se conecta ao proprietário e apresenta seu Voucher de Propriedade. O proprietário verifica a autenticidade do Voucher de Propriedade usando a chave pública do dispositivo contida nele. Isso garante que o dispositivo esteja se comunicando com o proprietário correto.

2. Autenticação do Dispositivo: Para autenticar o dispositivo, o proprietário gera um desafio, que é um número aleatório. O dispositivo assina o desafio usando sua chave privada e envia a assinatura de volta ao proprietário. O proprietário verifica a assinatura usando o certificado do dispositivo contido no Voucher de Propriedade. Isso garante que o dispositivo seja autêntico.

3. Troca de Chaves: Após a autenticação, ocorre uma troca de chaves entre o dispositivo e o proprietário. Isso estabelece um túnel seguro para comunicação entre eles.

A autenticação bidirecional do FDO garante que tanto o dispositivo quanto o proprietário estejam se comunicando com a entidade correta. Isso evita a possibilidade de ataques de interceptação ou invasão.

Troca de chaves no FDO

Uma vez que a autenticação tenha sido concluída, ocorre a troca de chaves no FDO. A troca de chaves permite que dispositivos e proprietários estabeleçam um túnel criptografado e autenticado para comunicação segura. Aqui está uma visão geral do processo de troca de chaves:

1. Chave de Dispositivo: Durante a fabricação do dispositivo, uma chave de dispositivo é gerada e armazenada nele. Essa chave é usada para autenticar o dispositivo durante a troca de chaves.

2. Chave do Proprietário: O proprietário também possui uma chave privada exclusiva, que é usada para autenticar o próprio proprietário durante a troca de chaves.

3. Autenticação Mútua: Ambas as partes usam suas chaves privadas para assinar desafios enviados pela outra parte. Isso garante que ambas as partes sejam autênticas e evita ataques de falsificação.

4. Troca de Chaves: Após a autenticação mútua, as partes podem trocar chaves de sessão. Essas chaves são usadas para criptografar e autenticar a comunicação entre o dispositivo e o proprietário.

A troca de chaves no FDO é um processo fundamental para garantir a segurança da comunicação entre dispositivos e proprietários. Ele cria um túnel criptografado e autenticado, permitindo que informações confidenciais sejam transferidas de forma segura.

Módulos de informação de serviço do FDO

Os módulos de informação de serviço do FDO (FSIMs) são componentes de software que executam funções específicas durante o processo de onboarding de dispositivos no FDO. Eles fornecem uma camada de abstração sobre a comunicação entre dispositivos e proprietários, permitindo que informações sejam trocadas e configurações sejam feitas de forma padronizada. Alguns exemplos comuns de FSIMs incluem:

• FDO Download: Permite o download de arquivos do proprietário para o dispositivo. Isso é útil para enviar atualizações de software ou arquivos de configuração para o dispositivo.
• FDO Upload: Permite o upload de arquivos do dispositivo para o proprietário. Isso pode ser usado para enviar logs ou dados coletados pelo dispositivo para análise.
• FDO Run Command: Permite a execução de comandos no dispositivo. Isso é útil para executar scripts personalizados ou iniciar aplicativos específicos no dispositivo.
• FDO CSR: Fornece várias maneiras de obter chaves no dispositivo. Isso é útil quando é necessário que o dispositivo gere suas próprias chaves e solicite certificados de autenticação.
• FDO Wget: Permite o download de arquivos usando o protocolo HTTP. Isso pode ser usado para transferir arquivos grandes ou pacotes de software para o dispositivo.

Esses são apenas alguns exemplos de FSIMs comuns, mas é possível criar FSIMs personalizados para atender às necessidades específicas de dispositivos individuais. Os FSIMs fornecem uma camada de abstração flexível e padronizada que simplifica o processo de onboarding de dispositivos e permite que eles sejam configurados de maneira consistente.

Implementação do FDO

O FDO é uma iniciativa de código aberto e existem implementações completas disponíveis para uso. Uma implementação popular do FDO é fornecida pela LF Edge, uma comunidade de código aberto focada em soluções de edge computing. A implementação do FDO pela LF Edge inclui uma variedade de ferramentas e módulos que podem ser usados para onboarding de dispositivos no FDO.

Se você estiver interessado em experimentar o FDO, visite o site da LF Edge para obter mais informações e acesso à implementação do FDO. Você também pode encontrar especificações detalhadas do FDO neste site para obter uma compreensão mais profunda do protocolo.

Conclusão

O FDO é uma solução inovadora para o processo de instalação de dispositivos IoT. Ele simplifica e automatiza o processo, permitindo que os dispositivos sejam configurados e conectados à rede sem a necessidade de interação manual. Com o FDO, a transferência segura de propriedade de dispositivos torna-se rápida e fácil, garantindo que apenas os proprietários autorizados possam controlar os dispositivos. A implementação do FDO pela LF Edge fornece ferramentas e módulos prontos para uso, facilitando a integração do FDO em projetos de IoT. Experimente o FDO e descubra como ele pode simplificar suas operações de instalação de dispositivos.